PNAS｜原來！光訊號在植物角質層發育調控中如此重要

光訊號在植物代謝和發育過程中扮演重要角色，包括啟用角質層合成的關鍵基因。角質層包括脂溶性蠟質和脂質聚合體角質，在水生植物向陸生植物進化中作為疏水屏障來減少植物水分的缺失，是適應乾燥陸生環境的有效策略。角質的合成受植物激素ABA，水分，滲透壓和光等調控。角質層的對抗旱和其他重要農藝性狀的影響很大，但成年玉米葉片角質層形成、功能以及遺傳基礎還不清楚。

2020年6月2日，美國康奈爾大學的Michael J。 Scanlon和加拿大阿爾格瑪大學的Isabel Molina 合作，在PNAS上發表了題為“Transcriptomic network analyses shed light on the regulation of cuticle development in maize leaves ”的研究論文，文章研究揭示了玉米角質層發育的新機制。

玉米成體葉片中從葉基部到葉尖角質層的發育呈現由遠軸端（葉基部）到近軸端（葉尖）梯度變化。透過對玉米不同部位不同時期進行鐳射捕獲顯微解剖RNA 測序（LM-RNAseq，Laser microdissection RNA Sequencing）並結合共表達網路分析確定了角質層合成和儲存的潛在調控因子。加權基因共表達網路（WGCN，weighted gene coexpression network）分析表明，光敏色素PHYTOCHROME 介導的光訊號在角質層蠟質儲存中發揮功能。遺傳分析揭示了玉米phyB1phyB2 雙突變體顯示的角質成分異常，與共表達分析結果一致。反向遺傳學分析也表明，小立碗蘚Physcomitrella patens的phy 突變體顯示角質異常。

綜上，光敏色素介導的光訊號在陸地植物角質層進化中具有重要作用。

玉米葉片從遠軸端（葉基部）到近軸端（葉尖）轉錄組梯度變化

光敏色素調控成玉米葉片和小立碗蘚的角質層組成

文章連結：https：//www。pnas。org/content/117/22/12464